Cтраница 2
Следовательно, в любой сколь угодно малой окрестности исходного состояния ( х0, г / о, z0) всегда существуют такие состояния, которые не могут быть достигнуты адиабатически. Это означает справедливость принципа Каратеодори. [16]
Авторы отказались от традиционного изложения второго начала термодинамики на основе рассмотрения обратимо работающего цикла Карно. По мнению авторов, принцип Каратеодори об адиабатной недостижимости некоторых состояний позволяет значительно логичнее, проще и яснее обосновать второе начало, чем рассмотрение цикла Карно. [17]
TI системы должны были бы отделяться друг от друга подвижной, но теплоизолирующей перегородкой. Для таких термически неоднородных систем принцип Каратеодори может нарушаться. Состояния каждой из систем 1 и 2 описываются некоторыми термодинамическими параметрами. [18]
Сразу видно, что принцип Каратеодори вытекает из принципа Клаузиуса. Обратное несправедливо, так как принцип Каратеодори ограничивается утверждением, что существуют вообще нереализуемые адиабатические процессы, в то время как принцип Клаузиуса указывает, какие процессы адиабатически нереализуемы. [19]
TI системы должны были бы отделяться друг от друга подвижной, но теплоизолирующей перегородкой. Для таких термически неоднородных систем принцип Каратеодори может нарушаться. Состояния каждой из систем 1 и 2 описываются некоторыми термодинамическими параметрами. [20]
Полная работа равна W - ll Wz - 40 4 - 10е дж, что соответствует 40 4 - 106 / 3 6 - 106 11 2 кет-ч. Достаточно доказать, что в случае нарушения принципа Каратеодори принцип Томсона также нарушается. [21]
Заметим еще, что в последнее время а называют эмпирической, a S - метрической энтропией. Существование эмпирической энтропии следует из теоремы 6 § 9, а также из принципа Каратеодори. Введение термической связи служит для того, чтобы сконструировать метрическую энтропию и таким образом выделить среди всех возможных ( см. теорему 2 § 9) пар переменных a, t одну определенную пару. [22]
Физическое содержание второго закона термодинамики в формулировках Клаузиуса и Томсона выражается в виде утверждения о невозможности конкретных тепловых процессов. Но можно дать и такую формулировку, которая не конкретизирует вида процесса, невозможность которого утверждается этим законом. Такая формулировка называется принципом Каратеодори. Согласно этому принципу вблизи каждого равновесного состояния любой термодинамической системы существуют другие равновесные состояния, недостижимые из первого адиабатическим путем. [23]
Таким образом, удалось свести проблему к вопросу, связаны ли адиабатические процессы, протекающие вдоль линии V - V с увеличением или с уменьшением внутренней энергии. Рассмотрение этих специальных процессов приводит к общему результату, потому что, согласно теоремам 1 и 3, все состояния, которые можно получить, исходя из данной адиабаты, расположены в том же полупространстве. Как уже было упомянуто в § 10, на поставленный вопрос нельзя ответить с помощью принципа Каратеодори, так как в нем ничего не сказано о том, какое из обоих полупространств адиабатически недостижимо. [24]
Действительно, если из состояния 1 система перешла в состояние 2 с поглощением тепла ( см. рис. 24), то почему нельзя вернуться обратно без теплообмена. И если системе было передано некоторое количество энергии в форме тепла, то, казалось бы, можно забрать у системы такое же количество энергии в форме работы и тем привести систему в прежнее состояние. Но принцип Каратеодори показывает, что это невозможно. Следовательно, хотя теплота и не является функцией состояния, но сообщение теплоты системе меняет функцию состояния, называемую энтропией, которую нельзя привести к прежнему значению. [25]
Не подлежит сомнению, что всякий принцип, положенный в основу вывода второго закона, в конце концов заимствован из опыта, а также само собой разумеется, что подобное отношение к опыту следует всегда сохранить и при дальнейшем развитии теории, если физическая наука не должна терять своей связи с про - цессамй природы. Соблюдение этого требования сводится к сравнению с результатами опыта либо высказываний самого принципа, либо по возможности многих отдельных следствий, вытекающих из этого принципа. При первом способе непосредственно сказывается превосходство принципа Томсона. Ибо в то время как вопрос относительно перпетуум мобиле второго рода экспериментально рассматривался бессчетное количество раз, никто еще никогда не ставил опытов с целью достижения всех смежных состояний какого-либо определенного состояния адиабатическим путем. Однако это рассуждение не является решающим, так как у нас еще остается в распоряжении второй способ, причем в данном случае имеются многочисленные экспериментальные подтверждения отдельных следствий второго закона, которые вытекают из принципа Каратеодори, как из принципа Томсона ( [30], стр. [26]
Не подлежит сомнению, что всякий принцип, положенный в основу вывода второго закона, в конце концов заимствован из опыта, а также само собой разумеется, что подобное отношение к опыту следует всегда сохранить и при дальнейшем развитии теории, если физическая наука не должна терять своей связи с процессами природы. Соблюдение этого требования сводится к сравнению с результатами опыта либо высказываний самого принципа, либо по возможности многих отдельных следствий, вытекающих из этого принципа. При первом способе непосредственно сказывается превосходство принципа Томсона. Ибо в то время как вопрос относительно перпетуум мобиле второго рода экспериментально рассматривался бессчетное количество раз. Однако это рассуждение не является решающим, так как у нас еще остается в распоряжении второй способ, причем в данном случае имеются многочисленные экспериментальные подтверждения отдельных следствий второго закона, которые вытекают из принципа Каратеодори точно так же. [27]